JPS584464B2 - thyristor - Google Patents

thyristor

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JPS584464B2
JPS584464B2 JP50007382A JP738275A JPS584464B2 JP S584464 B2 JPS584464 B2 JP S584464B2 JP 50007382 A JP50007382 A JP 50007382A JP 738275 A JP738275 A JP 738275A JP S584464 B2 JPS584464 B2 JP S584464B2
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JP
Japan
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region
junction
type
side base
space charge
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JP50007382A
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ローランド・ジツテイツヒ
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BBC Brown Boveri France SA
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Publication of JPS584464B2 publication Critical patent/JPS584464B2/en
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/08Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
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    • H01L31/101Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
    • H01L31/111Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by at least three potential barriers, e.g. photothyristors
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光束の供給によって導通切換可能なサイリスタ
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a thyristor whose conduction can be switched by supplying a luminous flux.

高出力サイリスクの点弧のために多大の回路出費を必要
とし、例えば多数のサイリスクの直列接続、例えば大形
の整流器(HGUe−弁)の場合著るしい出費を必要と
する。
The ignition of high-power pumps requires considerable circuit expenditure, for example in the case of series connection of a large number of pumps, for example large rectifiers (HGUe valves).

この種の回路出費の低減のために、サイリスタ構造体を
電位に関係なく点弧することは公知であり、例えば光束
(例えば米国特許第3,697,833号明細書)の供
給によって点弧する。
In order to reduce circuit outlays of this kind, it is known to ignite thyristor structures independently of the potential, for example by supplying a luminous flux (for example U.S. Pat. No. 3,697,833). .

しかし公知の構造は、使用する光エネルギーを最適に利
用できないという欠点を有する。
However, the known structure has the disadvantage that it does not make optimal use of the light energy used.

シリコンの場合0.51μm以下の光波長に対して高吸
収が生ずるという欠点を有する。
Silicon has the drawback of high absorption for light wavelengths of 0.51 μm or less.

他方で光エネルギーは少くとも1.11eV(λ=1.
1μm)とし、ひいては電子一ホール一対を発生させな
ければならない。
On the other hand, the light energy is at least 1.11 eV (λ=1.
1 μm), and thus one electron and one pair of holes must be generated.

シリコンの吸収定数は2.43eV(λ=0.51μm
)から104cm−1以上となり、光束は半導体構造へ
1μmだけ侵入する。
The absorption constant of silicon is 2.43eV (λ=0.51μm
) is more than 104 cm-1, and the light beam penetrates the semiconductor structure by 1 μm.

この値を改善するために、高エネルギー密度の赤外線光
源、例えばネオジム(λ=1.06μmを有するYAG
−レーザまたはλ=0.89μmを有するがスーレーザ
)を使用する。
To improve this value, a high energy density infrared light source, e.g. neodymium (YAG with λ = 1.06 μm)
- a laser or a laser with λ=0.89 μm).

この種のレーザの使用は多大の出費を伴なう。The use of lasers of this type involves considerable expense.

光点弧のもう1つの方法、間接の光点弧(光電電流増幅
素子が発光する)は既述のように高い回路出費を必要と
する。
Another method of light ignition, indirect light ignition (a photoelectric current amplification element emits light), requires high circuit outlays, as already mentioned.

なぜなら一方で点弧電流を主回路から求めなければなら
ず、他方で順方向電圧が3桁の大きさにわたって変化す
るとしても、光電素子の電圧を一定に保持しなければな
らないからである。
This is because, on the one hand, the ignition current must be determined from the main circuit, and on the other hand, the voltage of the optoelectronic element must be kept constant, even though the forward voltage varies over three orders of magnitude.

本発明の課題は上述の欠点を回避し、例えば多大の回路
出費をすることなく廉価の光源によって点弧するサイリ
スクを提供することにある。
The object of the present invention is to avoid the above-mentioned disadvantages and to provide, for example, a light source which can be ignited by a low-cost light source without requiring a large outlay on circuitry.

サイリスクは電流増幅素子を集積化して構成できるよう
にする必要がある。
Cyrisk needs to be able to be configured by integrating current amplification elements.

さらにこの種のサイリスクを簡易に製作できなければな
らない。
Furthermore, it is necessary to be able to easily manufacture this type of cyrisk.

この課題は本発明によれば次のようにして解決される。According to the present invention, this problem is solved as follows.

すなわち光サイリスクは、少なくとも1つの端面を有す
る半導体基体と、該端面の領域まで延び、かつ順方向で
遮断特性を有するpn接合部と、サイリスクを光によっ
て作動させる構造部と、アノード側ベース領域と、、カ
ソード側ベース領域とを有し、前記溝造部はpn接合部
のところに空間電荷領域を含み、該空間電荷領域はサイ
リスクに電圧が印加された時に端面の前記領域まで延在
するようにし、前記pn接合部はアノード側ベース領域
とカソード側ベース領域との間に形成され、前記アノー
ド側ベース領域はカソード側ベース領域を通る少くとも
1つのチャネルの形で端面の前記領域まで延び、それに
より前記pn接合部は前記の一方の端面にまで達してお
り、その際pn接合部の電子雪崩降伏電圧より低い順方
向バイアス電圧がサイリスクに印加されている時にはp
n接合部の空間電荷領域は所定の距離だけアノード側ベ
ース領域の中に侵入し、また前記チャネルはこの所定距
離の2倍に等しい直径と、pn接合部の深さに等しい深
さを有している。
That is, the optical cyrisk includes a semiconductor substrate having at least one end face, a pn junction extending to the region of the end face and having blocking properties in the forward direction, a structure for actuating the thyrisk with light, and an anode-side base region. , a cathode-side base region, the grooved portion including a space charge region at the pn junction, the space charge region extending to the region of the end face when a voltage is applied to the silisk. the pn junction is formed between an anode-side base region and a cathode-side base region, the anode-side base region extending to the end face region in the form of at least one channel through the cathode-side base region; As a result, the pn junction reaches the one end face, and when a forward bias voltage lower than the electron avalanche breakdown voltage of the pn junction is applied to the silicon risk, the pn junction reaches the one end face.
The space charge region of the n-junction penetrates into the anode-side base region by a predetermined distance, and the channel has a diameter equal to twice this predetermined distance and a depth equal to the depth of the p-n junction. ing.

この装置の利点は非常に僅かな侵入深度を有する通常の
光、例えば閃光ランプからの可視光をサイリスクの点弧
のために使用できる点にある。
The advantage of this device is that ordinary light with a very small penetration depth, for example visible light from a flash lamp, can be used for igniting the cyrisk.

光を空間電荷領域内に直接照射し、その際それにも拘ら
ず表面に現れる空間電荷領域はこの個所の電圧印加に対
して何ら支障とならない。
The light is irradiated directly into the space charge region, and the space charge region that nevertheless appears on the surface does not pose any hindrance to the voltage application at this location.

従って光は局部の電流密度を高めるために有効に利用さ
れ、それによって必要な光出力を小さく保持することが
できる。
Light is therefore effectively used to increase the local current density, thereby keeping the required light output low.

光は空間電荷領域に吸収され、そこに電子一ホール一対
は直ちに分離される。
The light is absorbed into the space charge region, where electrons and pairs of holes are immediately separated.

光が表面内の無電界領域または中立ベース領域において
吸収されるのを回避し、このことは荷電キャリア密度を
有効寿命に比例して高めることができる。
Light is avoided to be absorbed in field-free or neutral base regions within the surface, which can increase the charge carrier density proportionally to the useful lifetime.

以下図を用いて本発明を詳細に説明する。The present invention will be explained in detail below using the figures.

第1図は本発明の説明に供するサイリスク構造の概略図
であって、このサイリスク構造はカソード側のp形ベー
ス領域1(その中にn+形エミツタ領域2が設けられ、
その上にカソード接点Kが載置されている),p形ベー
ス領域1に続くアノード側のn形ベース領域3,p形エ
ミツタ領域4ならびにアノード接点Aの載置されたp+
形領域5とる有する。
FIG. 1 is a schematic diagram of a thyrisk structure used for explaining the present invention, and this thyrisk structure includes a p-type base region 1 on the cathode side (within which an n+-type emitter region 2 is provided),
on which a cathode contact K is placed), an n-type base region 3 on the anode side following the p-type base region 1, a p-type emitter region 4 and an anode contact A p+
It has a shape area of 5.

p形ベース領域1に凹入部6が設けられ、この凹入部は
サイリスク構造の表面から目順方向遮断ベース領域1と
3との間のpn接合部の空間電荷領域X/Yの範囲まで
達する。
A recess 6 is provided in the p-type base region 1, which extends from the surface of the silisk structure to the extent of the space charge region X/Y of the pn junction between the forward blocking base regions 1 and 3.

凹入部6はn+形領域7およびこの領域7に直接続くP
+形領域8によって囲まれ、これら領域7,8は共通接
点9によって橋絡され、その際「増幅ゲート」(例えば
Nデイナミツシエ プロフレメ デアサイリストールテ
ヒニーク〃VDE会報,アーヘン、1971年9月15
/16日号第128頁以下)の公知の構造が得られる。
The recess 6 has an n+ type region 7 and a P region directly following this region 7.
Surrounded by a +-shaped region 8, these regions 7, 8 are bridged by a common contact 9, in which case an "amplification gate" (for example, N.
/16 issue, pages 128 et seq.) is obtained.

この種のサイリスタ構造において電圧を順方向冫に印加
の際次のような電流密度Jが生ずる。
In this type of thyristor structure, when a voltage is applied in the forward direction, the following current density J occurs.

その際Jiは生成電流(例えば熱的に発生する対)、γ
h,γeは領域4/3と2/1との間のpn接合および
n+p接合の効率、βe,βhは領域1ないし3の中の
中立領域内の少数キャリアの伝送効率を表わす。
Ji is then the generated current (e.g. thermally generated couple), γ
h and γe represent the efficiency of the pn junction and n+p junction between regions 4/3 and 2/1, and βe and βh represent the transmission efficiency of minority carriers in the neutral region of regions 1 to 3.

点弧前ではJは障壁電流の電流密度である。Before ignition, J is the current density of the barrier current.

サイリスタを点弧させるために、以下の条件を満足させ
なければならない。
In order to fire the thyristor, the following conditions must be met:

γh(J)βh(J)+γe(J)βe(J)=1この
条件を満足させる簡単な方法は生成電流Jiを増大させ
ることによって、パラメータを電流密度に依存して利用
することにある。
γh (J) βh (J) + γe (J) βe (J) = 1 A simple way to satisfy this condition consists in using the parameter as a function of the current density by increasing the generated current Ji.

この生成電流は光の入射によって着るしく増大する。This generated current increases steadily with the incidence of light.

点弧のために例えばIA/crlの生成電流密度が必要
であると仮定する場合、キャリア電流密キヤリア)で求
められる(但し、qはキャリアの電荷である)。
Assuming that a generated current density of, for example, IA/crl is required for ignition, the carrier current density is determined by carrier current density (where q is the charge of the carrier).

例えばNd:YAG−レーザ(λ=1.06μm)から
出発する場合、通常比較的僅かなドーピンク(N≦10
17cm−3)に対して28cm−1の吸収定数が得ら
れる。
For example, when starting from a Nd:YAG laser (λ=1.06 μm), there is usually a relatively low doping (N≦10
17 cm-3), an absorption constant of 28 cm-1 is obtained.

その際100μの空間電荷領域の全長にわたる吸収率は
0.25である。
The absorption coefficient over the entire length of the 100 μ space charge region is then 0.25.

各吸収光量子が電子一ホール一対を形成する場合、単位
表面積当りの電力は3.4W/cm2となる。
When each absorbed photon forms a pair of electrons and holes, the power per unit surface area is 3.4 W/cm2.

1mm2のの表面を照射する場合、所要電力は34mW
となる。
When irradiating a surface of 1 mm2, the required power is 34 mW.
becomes.

し力もこの電力を数μs以内で供給しt〜ならない。This power must also be supplied within a few μs.

空間電荷領域X/Yが得られる以前に、光が消滅してし
まわないようにするために、凹入部6が設けられ、この
凹入部は場合により空間電荷領域まで達する。
In order to prevent the light from disappearing before the space charge region X/Y is obtained, a recess 6 is provided, which may reach the space charge region.

高い順方向電圧に対して空間電荷領域ないし障壁層は点
線で示す線によって制限され、また低い順方向電圧に対
して空間電荷領域ないし障壁層は破線で示す線Yによっ
て制限されている。
For high forward voltages, the space charge region or barrier layer is delimited by the dashed line, and for low forward voltages the space charge region or barrier layer is delimited by the dashed line Y.

空間電荷領域の幅は所要電力へ影響を与え、小さな順方
向電圧の際所要電圧を高める。
The width of the space charge region affects the power requirement, increasing the voltage requirement for small forward voltages.

なぜならこの場合光束は障壁層に達するためにシリコン
を通過しなければならないからである。
This is because in this case the light beam has to pass through the silicon in order to reach the barrier layer.

このために障壁層ないし空間電荷領域に対する凹入部の
間隔を慎重に選定しなければならない。
For this purpose, the spacing of the recess relative to the barrier layer or space charge region must be selected carefully.

従ってこの種のサイリスク構造は凹入部の深さに対して
かなり重要であり、しかも製作は困難を伴う。
Therefore, this type of silisk structure has a considerable importance on the depth of the recess and is difficult to manufacture.

以下第2図を用いて説明する本発明による特に有利な構
造によって、上述の欠点を完全に回避することができる
A particularly advantageous construction according to the invention, which is explained below with reference to FIG. 2, makes it possible to completely avoid the above-mentioned disadvantages.

第2図において弱くドープされたアノード側のn形ベー
ス領域3の狭幅のチャネル10はカソードK領域のサイ
リスク構造表面まで達している。
In FIG. 2, the narrow channel 10 of the weakly doped n-type base region 3 on the anode side reaches the surface of the silice structure of the cathode K region.

チャネル10は幅Bと、カソ一ド表面11から順方向遮
断pn−接合13まで深さLを有する。
Channel 10 has a width B and a depth L from cathode surface 11 to forward blocking pn-junction 13.

比較的に低い順方向電圧の際、空間電荷領域はベース領
域1と3との間のpn−接合13(実線で示す)に沿う
線Z(鎖線)によって制限される。
At relatively low forward voltages, the space charge region is limited by a line Z (dashed line) along the pn-junction 13 (shown in solid line) between base regions 1 and 3.

その際チャネル10の中央領域は中立のままである。The central region of the channel 10 then remains neutral.

印加電圧が増大する場合、中立領域が縮小し、全チャネ
ル10の荷電キャリアは空となる。
If the applied voltage increases, the neutral region shrinks and all channels 10 become empty of charge carriers.

第2−図においてこのような状態は平均順方向遮電圧に
対して破線Yによって示し、また高い順方向遮断電圧に
対して点線Xによって示す。
In FIG. 2, such a situation is indicated by the dashed line Y for the average forward blocking voltage and by the dotted line X for the high forward blocking voltage.

チャネルを空乏化のために必要な電圧UKはベース領域
1のp形断面(プロフィル)の形状、ベース領域3のn
形ドープ濃度およびチャネル幅Bに依存する。
The voltage UK required to deplete the channel depends on the shape of the p-type cross section (profile) of the base region 1 and the n-type of the base region 3.
The shape depends on the doping concentration and the channel width B.

これらパラメータの適正な選択によって、サイリスクに
対する所定の作動特性を選出することができる。
By proper selection of these parameters, a predetermined operating characteristic for psi risk can be selected.

順方向遮断電圧をさらに増大する場合、チャネル10の
正電圧はカフードないしp形領域の中立部分に対して余
り増大せず、従って空間電荷領域は表面近傍およびp形
ベース領域1においても拡大しない。
If the forward blocking voltage is increased further, the positive voltage of the channel 10 will not increase much with respect to the neutral part of the cathode or p-type region, so that the space charge region will not expand near the surface and also in the p-type base region 1.

したがってチャネルの深さLが十分な場合、たとえ順方
向電圧が増大しても、中立p形領域と表面チャネル10
の中央部との間の電圧を限界電圧UKの選定値に保持で
きる。
Therefore, if the channel depth L is sufficient, even if the forward voltage increases, the neutral p-type region and the surface channel 10
can be maintained at the selected value of the limit voltage UK.

チャネル10を囲繞するn+形領域7ならびにp+形領
域8および共通接点9は点弧電流を増幅する集積素子(
増幅ゲート)として使用する。
The n+ type region 7 and the p+ type region 8 surrounding the channel 10 and the common contact 9 are integrated elements (
(amplification gate).

端面11の空間荷荷領域へ加わる光線によって直接発生
する電荷キャリア対は電界の発生において直ちに分離し
、点弧電流が形成され、この点弧電流は通常の制御電極
電流と同様に増幅素子7,8,9および主サイリスタを
点弧する。
The charge carrier pairs generated directly by the light beam applied to the space charge region of the end face 11 separate immediately in the generation of an electric field and a ignition current is formed which, like the usual control electrode current, is passed through the amplifying element 7, 8, 9 and the main thyristor are fired.

この種のサイリスク構造の製作のために、例えば弱くn
形ドープされたサブストレートをマスクで被覆する。
For the fabrication of this type of silisk structure, for example weakly n
Covering the shape doped substrate with a mask.

マスクの直径はチャネル幅Bよりも大きく(ほぼB+2
L)、その上にp形ベース1の形成のためにp形拡散が
行われる。
The diameter of the mask is larger than the channel width B (approximately B+2
L), on which a p-type diffusion is performed for the formation of a p-type base 1.

そのために例えば公知の技術が適する。For example, known techniques are suitable for this purpose.

サイリスタの他の部分も公知の技術で製作される、従っ
て説明を省略する。
The other parts of the thyristor are also fabricated using known techniques and therefore will not be described further.

第2図の素子の寸法は次のように定めることができる。The dimensions of the element of FIG. 2 can be determined as follows.

通常のサイリスタにおいて、深いアルミニウム−拡散が
n形サブストレートに行われた後、順方向遮断pn接合
(第2図の13)がサイリスクのカソード側端面11下
の95μmに位置する場合、チャネルの深さLはL=9
5μmとなる。
In a conventional thyristor, after a deep aluminum-diffusion is carried out in the n-type substrate, the depth of the channel is L is L=9
It becomes 5 μm.

サイリスクの場合例えばカソード側ベース領域1の表面
ドープ濃度はNA=1.5・l016cm−3となり、
アノード側ベース領域3のn形ベース−ドープ濃度はN
D=6.5・1013cm−3となる。
In the case of Cyrisk, for example, the surface doping concentration of the cathode side base region 1 is NA=1.5·l016 cm-3,
The n-type base-doping concentration of the anode side base region 3 is N
D=6.5·1013 cm-3.

ベース領域1のドーピング断面の形はN(Z)=N4e
rfc(Z/Z0)の経過をとる。
The shape of the doping cross section of base region 1 is N(Z)=N4e
Take the course of rfc(Z/Z0).

ただしZは端面11からサイリスタへ垂直方向に測定さ
れる位置座標であり、Z0は47μmである。
However, Z is a position coordinate measured in the vertical direction from the end face 11 to the thyristor, and Z0 is 47 μm.

この種のpn−接合のため(なだれ)降伏電圧はほぼ2
700Vである。
For this kind of pn-junction (avalanche) breakdown voltage is approximately 2
It is 700V.

この電圧の際障壁層ないし空間電荷領域はp形領域1へ
35μm延在し、またn形領域3へ200μm延在する
At this voltage, the barrier layer or space charge region extends by 35 μm into the p-type region 1 and by 200 μm into the n-type region 3.

チャネルの幅Bはチャネル10の中心とp形領域1との
間のサイリスクの表面11上の許容電位差pKにより定
められる。
The width B of the channel is determined by the permissible potential difference pK on the surface 11 of the silisk between the center of the channel 10 and the p-type region 1.

例えばUKを190Vに定め、従って領域3のn形領域
の障壁層の幅が50μmとなる場合、チャネル幅Bは2
×50μm=100μmとなる。
For example, if UK is set to 190V and the width of the barrier layer of the n-type region of region 3 is 50 μm, the channel width B is 2
×50 μm=100 μm.

本発明による構造の場合既述のように、アノードAとカ
ソードKとの間の電圧に対して電位経過がもはや変わら
ないようにすると好適である。
In the case of the structure according to the invention, as already mentioned, it is advantageous if the potential curve no longer changes for the voltage between anode A and cathode K.

実際には最小のアノードーカソード電圧UZも重要であ
り、この電圧UZでサイリスタを点弧することができる
In practice, the minimum anode-cathode voltage UZ is also important, with which it is possible to fire the thyristor.

実験によれは、上述の構造の場合UZを30Vとするこ
とが可能であった。
According to experiments, it was possible to set UZ to 30V in the above structure.

このことは表面の荷電キャリアの再結合(点弧過程の際
、光照射によって発生する点弧電流が低減する)が上述
の構造にとって重要でないことを意味する。
This means that the recombination of charge carriers on the surface (during the ignition process, the ignition current generated by the light irradiation is reduced) is not important for the above-mentioned structure.

点弧電流は素子内の荷電キャリアの再結合によって、拡
散長に依存する伝送効率のために減少しない。
The ignition current does not decrease due to the recombination of charge carriers within the element, due to the diffusion length-dependent transmission efficiency.

サイリスクを点弧するために、例えばIZ=100mA
の点弧電流を必要とする。
To ignite the Cyrisk, e.g. IZ=100mA
ignition current is required.

点弧作用をする荷電キャリア対の数は障壁層ないし空間
電荷領域の表面F=b・1に比例し、この表面はサイリ
スタの端面11の表面を形成する。
The number of charge carrier pairs that act as ignition is proportional to the surface F=b.multidot.1 of the barrier layer or space charge region, which surface forms the surface of the end face 11 of the thyristor.

Uz=30Vの際pn−接合部13の障壁層の幅はb=
12.5μm+21.5μm=34μmである。
When Uz=30V, the width of the barrier layer of the pn-junction 13 is b=
12.5 μm+21.5 μm=34 μm.

(12.5μmはp形領域1への侵入深度、21.5μ
mはn形領域3への侵入深度を示す。
(12.5 μm is the penetration depth into p-type region 1, 21.5 μm
m indicates the penetration depth into the n-type region 3.

)面積Fをできるだけ大きくするために、pn−接合部
13がサイリスタの端面11と交わる線lをできるだけ
長くする。
) In order to make the area F as large as possible, the line l where the pn-junction 13 intersects the end face 11 of the thyristor is made as long as possible.

そのための適当な解決法は表面へ隣接するn形領域3な
いし10の櫛形構造(第3図)にある。
A suitable solution for this consists in a comb-shaped structure (FIG. 3) of n-type regions 3 to 10 adjacent to the surface.

この配置がB=100μmを有する場合、pn−接合部
13の長さは36mm(p形ベース領域)であり、その
際櫛形構造は直径(D=3mm)内に収納される。
If this arrangement has B=100 μm, the length of the pn-junction 13 is 36 mm (p-type base region), the comb-shaped structure being accommodated within the diameter (D=3 mm).

障壁層の面積Fは0.07cm2の円面積の約1/6で
ある。
The area F of the barrier layer is approximately 1/6 of the circular area of 0.07 cm2.

この種の装置の場合、サイリスタの点弧のために使用す
る光源部分(面積Fへ結像される)は1.1eVよりも
大きなエネルギを有する毎秒約2.5・1019の光子
を放射しなければならない。
For devices of this type, the light source part (imaged onto the area F) used for ignition of the thyristor must emit approximately 2.5·1019 photons per second with an energy greater than 1.1 eV. Must be.

これは温度一光源、例えばタングステン−線条に対して
約16W(持続値)の所要電力を必要とし、この所要電
力は勿論10−100μsec.の期間中閃光の形で利
用できなければならない。
This requires a power requirement of about 16 W (sustained) for a temperature-controlled light source, such as a tungsten wire, which of course lasts for 10-100 μsec. shall be available in flash form for the duration of the period.

従って光源としてアークランプを使用すると有利である
It is therefore advantageous to use an arc lamp as the light source.

勿論第3図に示す構造と異なる有利な幾何学的構造も可
能である。
Of course, advantageous geometric configurations different from that shown in FIG. 3 are also possible.

例えばベース領域3のn形ドーピングが表面まで達する
と領域10が連結していなくてもよい。
For example, when the n-type doping of the base region 3 reaches the surface, the regions 10 may not be connected.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は逆方向で遮断するサイリスタのカソード側端面
内の凹入部を介して光点弧を生せしめるサイリスタ構造
の側断面図、第2図は有利に変形された本発明によるサ
イリスク構造の上方の部分の側断面図、第3図は端面に
生ずるpn接合部の特に有利な幾何学的構成を有する本
発明によるサイリスタ構造の平面図を示す。 1・・・・・・p形ベース領域、2・・・・・・n+形
エミッタ領域、3・・・・・・n形ベース領域、4・・
・・・・p形エミツタ領域、6・・・・・・凹入部、1
3・・・・・・pn接合部。
1 is a side sectional view of a thyristor structure producing light ignition via a recess in the cathode end face of the thyristor blocking in the opposite direction; FIG. 2 is a top view of an advantageously modified thyristor structure according to the invention; FIG. 3 shows a plan view of a thyristor structure according to the invention with a particularly advantageous geometry of the pn junction occurring at the end face. 1...P type base region, 2...N+ type emitter region, 3...N type base region, 4...
...P-type emitter region, 6...Recessed part, 1
3... pn junction.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 少なくとも1つの端面11を有する半導体基体と、
該端面11の領域まで延び、かつ順方向で遮断特性を有
するpn接合部13と、サイリスクを光によって作動さ
せる構造部と、アノード側ベース領域3と、カソード側
ベース領域1とを有し、前記構造部はpn接合部13の
ところに空間電荷領域を含み、該空間電荷領域はサイリ
スクに電圧が印加された時に端面11の前記領域まで延
在するようにし、前記pn接合部13はアノード側ベー
ス領域3とカソード側ベース領域1との間に形成され、
前記アノード側ベース領域3はカソ一ド側ベース領域1
を通る少くとも1つのチャネル10の形で端面11の前
記領域まで延び、それにより前記pn接合部は前記の一
方の端面11にまで達しているようにし、その際pn接
合部13の電子雪崩降伏電圧より低い順方向バイアス電
圧がサイリスクに印加されている時にはpn接合部13
の空間電荷領域は所定の距離だけアノード側ペース領域
3の中に侵入し、また前記チャネル10はこの所定距離
の2倍に等しい直径と、I)n接合部の深さに等しい深
さを有していることを特徴とする光サイリスク。
1 a semiconductor substrate having at least one end surface 11;
It has a pn junction 13 extending to the region of the end face 11 and having blocking properties in the forward direction, a structure for actuating the cyrisk with light, an anode-side base region 3, and a cathode-side base region 1; The structure includes a space charge region at the pn junction 13, which space charge region extends to said region of the end face 11 when a voltage is applied to the silisk, said pn junction 13 being located at the anode side base. formed between the region 3 and the cathode side base region 1,
The anode side base region 3 is the cathode side base region 1.
extends to said region of the end face 11 in the form of at least one channel 10 passing through said pn junction, so that said pn junction extends as far as said end face 11, with electron avalanche breakdown of the pn junction 13 occurring. When a forward bias voltage lower than the voltage is applied to the sirisk, the pn junction 13
the space charge region penetrates into the anode-side pace region 3 by a predetermined distance, and said channel 10 has a diameter equal to twice this predetermined distance and a depth equal to the depth of the I)n junction. A light cyrisk that is characterized by:
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